防爆型式总览与选型:从危险分区到 Ex 标志

设计防爆设备之前,先弄清三件事——现场是什么危险区域、设备属于哪个类别级别、最终标志怎么写。本篇把 GB/T 3836.1-2021 的分类分级体系、各防爆型式的适用范围与一张选型对照表讲清楚,是后续隔爆、增安、正压、粉尘、浇封各篇设计指南的总纲。

系列 防爆型式设计指南 · 00/05阅读 约 18 分钟对应标准 GB/T 3836.1-2021、AQ 3009-2007

建议阅读时间:18 分钟 导语:设计防爆设备之前,先弄清三件事——现场是什么危险区域、设备属于哪个类别级别、最终标志怎么写。本篇把 GB/T 3836.1-2021 的分类分级体系、各防爆型式的适用范围与一张选型对照表讲清楚,是后续隔爆、增安、正压、粉尘、浇封各篇设计指南的总纲。 对应标准:GB/T 3836.1-2021、AQ 3009-2007

⚠️ 本文为工程辅助参考资料,整理自公众号「防爆于未燃」原创文章;所有设计取值与判定以 GB/T 3836 系列标准原文及防爆检验机构要求为准。

一、爆炸性环境怎么分区

气体环境(Ⅱ 类)三级分区:

区域 定义 典型场景
0 区 爆炸性气体混合物连续出现或长时间存在 油罐内部液面上部空间
1 区 正常运行时可能出现 阀门、法兰附近
2 区 正常运行时不可能出现,即使出现也只是偶尔短时存在 设备外围区域

粉尘环境(Ⅲ 类)三级分区:20 区(如料斗、混合器内部)、21 区(如填充口、倒袋站周围 1m 范围)、22 区(如通风口附近)。

(分区定义引自 AQ 3009-2007,该标准第 4~7 章为强制性条款。)

二、设备分类与保护级别(EPL)

设备类别 适用环境 细分 代表性物质
Ⅰ 类 煤矿瓦斯气体环境 — 甲烷(瓦斯)+ 煤尘
Ⅱ 类 除煤矿外的爆炸性气体环境 ⅡA / ⅡB / ⅡC 丙烷 / 乙烯 / 氢气、乙炔
Ⅲ 类 除煤矿外的爆炸性粉尘环境 ⅢA / ⅢB / ⅢC 可燃性飞絮 / 非导电粉尘 / 导电粉尘

级别兼容规则:标志 ⅡB 的设备可用于 ⅡA 环境,ⅡC 设备可用于 ⅡA、ⅡB 环境;粉尘类同理(级别只升不降)。

设备保护级别(EPL) 按设备成为点燃源的可能性由高到低分级:

  • 煤矿瓦斯:Ma(高)、Mb(中)
  • 爆炸性气体:Ga(高)、Gb(中)、Gc(一般)
  • 爆炸性粉尘:Da(高)、Db(中)、Dc(一般)

三、温度组别

Ⅱ 类气体设备的温度组别按最高表面温度划分:

温度组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6
最高表面温度(℃) ≤450 ≤300 ≤200 ≤135 ≤100 ≤85

Ⅰ 类煤矿设备:表面可能堆积煤尘时 ≤150℃;不会堆积煤尘(如防尘外壳内部)≤450℃。

选型口诀:设备组别不得低于场所要求——T1 场所可用 T1~T6 设备,T6 场所只能用 T6 设备(AQ 3009-2007 4.2.2)。

四、防爆标志怎么读

防爆标志基本构成:Ex + 防爆型式 + 设备类别 + 温度组别/最高表面温度 + 设备保护级别。

GB/T 3836.1-2021 第 29 章给出的示例:

标志 含义
Ex db Ⅰ Mb 煤矿用隔爆型设备
Ex eb ⅡC T6 Gb 气体环境用增安型设备
Ex tb ⅢC T120℃ Db 粉尘环境用外壳保护型设备
Ex ia ⅡC T4 Ga X 带特殊使用条件的本安设备
Ex nR ⅡC T3 Gc 2 区用限制呼吸外壳设备
Ex db [ia Ga] ⅡC Gb U Ex 元件(合格证带 U 后缀)

X 表示特殊使用条件,U 表示 Ex 元件(不能单独使用,必须并入完整 Ex 设备)。

五、九种防爆型式一览

型式 代号 防爆原理 主要标准 适用区域/EPL
隔爆型 d(da/db/dc) 外壳承受内部爆炸且不引燃外部 GB/T 3836.2-2021 db:1 区(Gb);dc:2 区(Gc)
增安型 e(eb/ec) 提高安全程度防止产生电弧火花与危险温度 GB/T 3836.3-2021 eb:1 区(Gb);ec:2 区(Gc)
本质安全型 i(ia/ib/ic) 电路火花与热效应均不能点燃 GB/T 3836.4-2021 ia:0 区(Ga);ib:1 区;ic:2 区
正压外壳型 p(pxb/pyb/pzc) 内部保护气体压力高于外部 GB/T 3836.5-2021 pxb/pyb:1 区;pzc:2 区
液浸型 o(ob/oc) 完全浸没在保护液体中 GB/T 3836.6-2017 ob:1 区;oc:2 区
充砂型 q 部件埋入石英/玻璃颗粒中熄灭火焰 GB/T 3836.7-2017 1 区、2 区及煤矿井下(Gb/Mb)
n 型 nC/nR 正常运行不产生电弧火花等点燃源 GB/T 3836.8-2021 仅 2 区(Gc)
浇封型 m(ma/mb/mc) 部件完全封入复合物中 GB/T 3836.9-2021 ma:0 区;mb:1 区;mc:2 区
外壳保护型(粉尘) t(ta/tb/tc) 外壳防护 + 限制表面温度 GB/T 3836.31-2021 ta:20 区;tb:21 区;tc:22 区

版本提示:截至 2026 年 5 月,GB/T 3836.6 与 3836.7 现行有效版本仍为 2017 版,不存在 2021 版的第 6、7 部分(2021 年发布的 GB/T 3836.29-2021 是非电气设备液浸型 "k",不能混淆)。

六、按区域选型对照

依据 AQ 3009-2007 第 4.2.1 条:

区域 允许的防爆型式
0 区 ia 级本质安全型(Ex ia)、为 0 区设计的特殊型(Ex s)(AQ 3009-2007 4.2.1);按各型式标准的 EPL 划分,ma、da、ta 级设备同样适用于 0 区 / 20 区
1 区 0 区所有型式 + ib(Ex ib)、隔爆(Ex d)、增安(Ex e)、正压(Ex px/py)、液浸(Ex o)、充砂(Ex q)、浇封(Ex m)
2 区 0 区、1 区所有型式 + n 型(Ex nA/nC/nR)、正压 pz

两条硬性提醒:

  1. 1 区使用增安型 "e" 有严格限制——仅限于接线盒、配置合适热保护的低压异步电动机和单插头荧光灯(AQ 3009-2007 4.2.1)。
  2. ⅡC 气体只能使用 ⅡC 设备;ⅡB 气体可用 ⅡB、ⅡC 设备。

七、对所有型式都适用的通用要求(GB/T 3836.1-2021)

这些要求不管做什么型式都躲不开,设计之初就要纳入:

  • 基准运行条件:温度 -20℃~+60℃(正常使用范围 -20℃~+40℃,超出需特殊标志)、压力 80~110kPa、氧含量 21%。
  • 外壳机械强度:抗冲击试验(1kg 重物规定高度落下)+ 便携式设备 1m 跌落试验。
  • 轻金属限制:Ⅰ 类设备铝、镁、钛、锆总含量 ≤15%(其中镁钛锆 ≤7.5%);Ⅱ 类 Ga 级总含量 ≤10%;Gb 级镁钛锆 ≤7.5%。含乙炔环境的铜合金,铜含量 ≤65% 或涂覆防护层。
  • 非金属外壳:材料温度指数(TI)比最高工作温度高 20K(Gc/Dc 级 10K);静电防护至少一种措施——表面电阻 ≤1GΩ(50%RH)、限制表面积(ⅡC Ga 级 ≤400mm²)、限制绝缘层厚度或导电涂层。
  • 紧固件:只能用工具拆卸;螺纹公差 6g/6H;啮合深度至少等于螺纹外径。
  • 接地与等电位:PE 线截面 S≤16mm² 时 = S;16~35mm² 时 = 16mm²;>35mm² 时 = 0.5S。
  • 电缆引入装置:须通过夹紧、抗冲击与 IP 试验;引入点温度 >70℃ 或分支点 >80℃ 需在外部标志。
  • 电池:仅允许标准表 13/表 14 列出的单体类型;同一电池组必须同制造商、同电化学系统、同容量。
  • 防爆合格证:向国家授权检验机构申请,有效期 5 年;例行试验每台必做(第 27 章)。

八、本系列怎么读

  • 隔爆型「d」(第 2 篇):接合面参数、壁厚计算、腔体与压力重叠、紧固件、快开门联锁、试验体系——篇幅最大,结构设计细节最密。
  • 增安型「e」(第 3 篇):eb/ec 等级边界、绕组浸渍工艺红线、tE 时间与启动电流比。
  • 正压型「p」(第 4 篇):换气系统、最低正压、保护气体与气源工程参数。
  • 粉尘防爆「t」(第 5 篇):ta/tb/tc、IP 等级矩阵、粉尘特有的试验参数。
  • 浇封型「m」(第 6 篇):复合物要求、隔离间距、故障计数与保护装置配置。
  • 本安型「i」另有《本质安全设计思维》《本质安全电路设计十讲》两个系列专述,本系列不重复。

延伸阅读(站内公众号原文)

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